(全卷共二大題18小題,總分100分,考試時長75分鐘)
注意事項:
1、請將答案做在答題卡上,做在試卷上概不得分
2、可能用到的相對原子質(zhì)量:H:1 N:14 C:12 O:16 Mg:24 S:32 Cl:35.5 V:51 Fe:56 Cu:64 Ba:137
一、單項選擇題(每個小題只有一個答案,每小題3分,共42分)
1. 2022年央視春晚《只此青綠》創(chuàng)作來源于北宋王希孟的傳世名畫《千里江山圖》,下列有關(guān)化學知識說法中錯誤的是
A. 作畫所用的絹絲是一種天然有機高分子材料
B. 畫中的青綠色來自礦物顏料綠松石,屬于金屬材料
C. 作畫所需的墨水具有膠體的性質(zhì)
D. 畫中的綠色來自礦物顏料孔雀石,屬于堿式鹽
【答案】B
【解析】
【詳解】A.絹絲主要成分為蛋白質(zhì),屬于天然有機高分子材料,故A正確;
B.金屬材料包括金屬和合金,綠松石是化合物,不屬于金屬材料,故B錯誤;
C.墨水屬于膠體,具有膠體的性質(zhì),故C正確;
D.堿式碳酸銅屬于鹽且為堿式鹽,故D正確;
答案選B。
2. 下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是
A. 熔點高,可用于做耐高溫材料B. 硝酸有腐蝕性,可用于刻蝕玻璃
C. 受熱易分解,可用作氮肥D. 有氧化性,可用于自來水的殺菌消毒
【答案】A
【解析】
【詳解】A.Al2O3是離子化合物,熔點高耐高溫,可用于做耐高溫材料,性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系, A符合題意;
B.硝酸有腐蝕性,但與玻璃不反應(yīng),不可用于刻蝕玻璃,性質(zhì)與用途不具有對應(yīng)關(guān)系,B不符合題意;
C.NH4HCO3作氮肥,是利用其溶解后的銨根離子可被植物吸收,性質(zhì)與用途不具有對應(yīng)關(guān)系,C不符合題意;
D.SO2 無強氧化性,有毒性且也不能用于自來水的殺菌消毒,性質(zhì)與用途不具有對應(yīng)關(guān)系,D不符合題意;
本題選A。
3. 下列化學用語或化學圖譜不正確的是
A. 氮氣的電子式:B. 乙醚的結(jié)構(gòu)簡式:CH3CH2OCH2CH3
C. CO2的空間填充模型:D. 乙醇的核磁共振氫譜:
【答案】A
【解析】
【詳解】A.氮氣是共用三對電子,因此電子式為:,故A錯誤
B.乙醚的結(jié)構(gòu)簡式:CH3CH2OCH2CH3,故B正確;
C.CO2是直線形,C原子半徑大于O原子,其空間填充模型為,故C正確;
D.乙醇CH3CH2OH氫原子中有三種,個數(shù)比為3∶2∶1,,核磁共振氫譜: ,故D正確;
故答案選A。
4. 下列有關(guān)離子方程式書寫正確的是
A. 向NH4HSO4溶液中滴加少量NaOH溶液:
B. NaHSO3溶液中滴入過量Fe(NO3)3溶液:
C. 泡沫滅火器的工作原理:
D. 純堿溶液浸泡水垢():
【答案】D
【解析】
【詳解】A.向NH4HSO4溶液中滴入少量的NaOH溶液,OH-先與H+發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為:,A錯誤;
B.硝酸根在酸性條件下具有強氧化性,能夠?qū)aHSO3氧化為硫酸鈉,離子方程式為:,故B錯誤;
C.泡沫滅火器滅火的原理是硫酸鋁與碳酸氫鈉混合發(fā)生雙水解反應(yīng),,故C錯誤;
D.用純堿溶液浸泡鍋爐水垢(),發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化:,故D正確
故答案選D。
5. NA是阿伏加德羅常數(shù)值,下列說法錯誤的是
A. 22.4L(標準狀況)氟氣所含的質(zhì)子數(shù)為18NA
B. 1ml碘蒸氣和1ml氫氣在密閉容器中充分反應(yīng),生成的碘化氫分子數(shù)小于2NA
C. 電解飽和食鹽水時,若陰陽兩極產(chǎn)生氣體的總質(zhì)量為73g,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA
D. 1L1ml?L-1溴化銨水溶液中NH與H+離子數(shù)之和大于NA
【答案】C
【解析】
【分析】
【詳解】A.在標準狀況下氟氣的物質(zhì)的量為1ml,其質(zhì)子數(shù)為1ml=,A正確;
B.碘蒸氣與氫氣發(fā)生的反應(yīng)為:,反應(yīng)為可逆反應(yīng),有一定的限度,所以充分反應(yīng),生成的碘化氫分子數(shù)小于,B正確;
C.電解飽和食鹽水時電極總反應(yīng)為:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,若陰陽兩極產(chǎn)生氣體分別是氫氣與氯氣,且物質(zhì)的量之比為1:1,若氣體的總質(zhì)量為,則說明反應(yīng)生成的氫氣與氯氣的物質(zhì)的量各自為1ml,根據(jù)關(guān)系式H22e-可知,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為,C錯誤;
D.溴化銨水溶液存在電荷守恒,即c()+c()=c(Br-)+c(OH-),則物質(zhì)的量也滿足n()+n()=n(Br-)+n(OH-),因為n(Br-)=,所以該溶液中與離子數(shù)之和大于,D正確;
故選C。
6. 下列裝置可以用于相應(yīng)實驗的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【詳解】A.Na2CO3固體比較穩(wěn)定,受熱不易分解,所以不能采用加熱碳酸鈉的方式制備二氧化碳,A錯誤;
B.乙醇和乙酸是互溶的,不能采用分液的方式分離,應(yīng)采用蒸餾來分離,B錯誤;
C.二氧化硫通入品紅溶液中,可以驗證其漂白性,不能驗證酸性,C錯誤;
D.測量氧氣體積時,裝置選擇量氣筒,測量時要恢復(fù)到室溫,量氣筒和水準管兩邊液面高度相等時,氧氣排開水的體積與氧氣的體積相等,即可用如圖裝置測量氧氣的體積,D正確;
故選D。
7. 七葉亭是一種植物抗菌素,適用于細菌性痢疾,其結(jié)構(gòu)如圖,下列說法,正確的是
A. 分子中存在種官能團,無手性碳原子
B. 分子中所有碳原子共平面,且碳原子的雜化方式只有一種
C該物質(zhì)與足量溴水反應(yīng),最多可消耗Br2
D. 該物質(zhì)與足量溶液反應(yīng),最多可消耗
【答案】B
【解析】
【詳解】A.根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式可知分子中含有酚羥基、酯基和碳碳雙鍵,共三種官能團,手性碳是連有四個不同原子或基團的飽和碳原子,結(jié)構(gòu)中沒有手性碳原子,故A錯誤;
B.與苯環(huán)直連的碳原子共面,與碳碳雙鍵直連的碳原子也共面,與碳氧雙鍵直連的碳原子也共面,因此所有碳原子共平面,觀察結(jié)構(gòu)可知碳的雜化方式均為sp2,只有一種雜化方式,故B正確;
C.酚羥基含有兩個鄰位H可以和溴發(fā)生取代反應(yīng),另外碳碳雙鍵能和單質(zhì)溴發(fā)生加成反應(yīng),所以最多消耗單質(zhì)溴3ml,故C錯誤;
D.分子中含有2個酚羥基,含有1個酯基,酯基水解后生成1個酚羥基,所以最多消耗4mlNaOH,故D錯誤;
故答案選B。
8. CO2/C2H4耦合反應(yīng)制備丙烯酸甲酯的機理如圖示。下列敘述錯誤的是
A. 該反應(yīng)的大規(guī)模生產(chǎn)有利于實現(xiàn)“碳中和”和“碳達峰”
B. 反應(yīng)過程中存在C-H鍵的斷裂
C. 該反應(yīng)的原子利用率為100%
D. 若將步驟②中CH3I換為CH3CH2I,則產(chǎn)品將變?yōu)楸┧嵋阴?br>【答案】C
【解析】
【詳解】A.根據(jù)流程圖可知,CO2、CH2=CH2、CH3I為反應(yīng)物,HI、丙烯酸甲酯為生成物,其反應(yīng)方程式為CO2+CH2=CH2+CH3I→HI+CH2=CHCOOCH3,該反應(yīng)實現(xiàn)CO2的轉(zhuǎn)化,有利于實現(xiàn)“碳中和”和“碳達峰”,故A正確;
B.根據(jù)機理圖可知,步驟③中存在C-H鍵的斷裂,故B正確;
C.根據(jù)A選項分析,產(chǎn)物是HI和丙烯酸甲酯,則反應(yīng)的原子利用率不為100% ,故C錯誤;
D.根據(jù)生成丙烯酸甲酯的反應(yīng)方程式,如果步驟②中CH3I換成CH3CH2I,產(chǎn)品變?yōu)楸┧嵋阴?,故D正確;
答案為C。
9. 下列實驗操作、現(xiàn)象、解釋或結(jié)論都正確的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【詳解】A.在的溶液中滴入幾滴溶液先產(chǎn)生白色沉淀,此時溶液過量,再滴入幾滴KI溶液產(chǎn)生黃色沉淀,不能比較兩者溶度積的大小,選項A錯誤;
B.二氧化硫和氯化鋇溶液不反應(yīng),不能生成,若觀察到白色沉淀,可能是因為某個環(huán)節(jié)中,價的S被氧化為價的S,最終生成了,選項B錯誤;
C.若該鈉鹽為、,與濃鹽酸反應(yīng)生成的能使品紅溶液褪色,若為、,與濃鹽酸反應(yīng)生成的也能使品紅溶液褪色,選項C錯誤;
D.把氧化成,與結(jié)合生成沉淀,選項D正確;
答案選D。
10. 四種短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,其中X是元素周期表中原子半徑最小的元素;Y元素基態(tài)原子的最外層有1個未成對電子,次外層有2個電子;Z元素原子最高能級的不同軌道都有電子,且自旋方向相同;W元素原子的價層電子排布式是nsnnp2n。下列說法正確的是
A. 氫化物的穩(wěn)定性:一定有Z<W
B. 同周期中第一電離能小于Z的有5種
C. Y、Z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為強酸
D. X、Z可形成Z2X4,該分子中所有原子均滿足8e﹣穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
【答案】B
【解析】
【分析】四種短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,其中X是元素周期表中原子半徑最小的元素,可知X是H元素;W元素原子的價層電子排布式是nsnnp2n,可知W為O元素;Z元素原子最高能級的不同軌道都有電子,且自旋方向相同,則Z為N,Y元素基態(tài)原子的最外層有1個未成對電子,次外層有2個電子,則Y為Li或B,據(jù)此分析解題。
【詳解】A.由分析可知,Z為N,W為O,最簡單氫化物的穩(wěn)定性與非金屬性成正比,非金屬性Z<W,則氫化物的穩(wěn)定性NH3<H2O,但是穩(wěn)定性NH3>H2O2,A錯誤;
B.由分析可知,Z為N,N的2p能級處于半滿穩(wěn)定狀態(tài),其第一電離能大于同周期相鄰元素,則同周期中第一電離能小于N的有Li、Be、B、C、O共5種,B正確;
C.由分析可知,Y元素基態(tài)原子的最外層有1個未成對電子,次外層有2個電子,則Y為Li或B,最高價氧化物對應(yīng)的水化物不可能是強酸,C錯誤;
D.由分析可知,X為H,Z為N,X、Z可形成Z2X4,該分子中H原子不滿足8e-穩(wěn)定結(jié)構(gòu),D錯誤;
故答案為:B。
11. 我國科研工作者提出通過電解原理聯(lián)合制備環(huán)氧乙烷(結(jié)構(gòu)簡式為)同時處理酸性含鉻廢水,其工作原理示意圖如圖所示。其中雙極膜由陽離子交換膜和陰離子交換膜組成,工作時內(nèi)層H2O解離為H+和OH-,并分別向兩極遷移。下列說法正確的是
A. 膜q為陽離子交換膜
B. 工作時,NaOH溶液濃度保持不變
C. N極的電極反應(yīng)式為
D. 處理含的廢水,理論上可制得66g環(huán)氧乙烷
【答案】D
【解析】
【分析】該原理為電解池原理,電極N發(fā)生轉(zhuǎn)化為的反應(yīng),鉻元素由+6→+3價,得電子化合價降低,為還原反應(yīng),電極N為陰極,則催化電極M為陽極。
【詳解】A.催化電極M為陽極,該極區(qū)電解質(zhì)為NaOH溶液,雙極膜內(nèi)層H2O解離產(chǎn)生的OH-移向陽極,膜q為陰離子交換膜,A錯誤;
B.催化電極M的電極反應(yīng)式為,每2ml電子轉(zhuǎn)移有2ml OH-移向該電極區(qū),但反應(yīng)中有水生成,NaOH溶液濃度降低,B錯誤;
C.N極的電極反應(yīng)式應(yīng)為,C錯誤;
D.由電極M的電極反應(yīng)式和N極的電極反應(yīng)式,可知參加反應(yīng),生成3ml,處理含的廢水,理論上可制得1.5ml環(huán)氧乙烷,質(zhì)量為,D正確;
答案選D。
12. 向一恒容密閉容器中加入1 ml 和一定量的,發(fā)生反應(yīng):。的平衡轉(zhuǎn)化率按不同投料比x[]隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是
A.
B. 反應(yīng)速率:
C. 點a、b、c對應(yīng)的平衡常數(shù):
D. 反應(yīng)溫度為,當容器內(nèi)壓強不變時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
【答案】B
【解析】
【詳解】A.增大,平衡正向移動,根據(jù)勒夏特列原理甲烷的轉(zhuǎn)化率減小,因此,故A正確;
B.b、c溫度相同的平衡態(tài),相同甲烷濃度條件下c點水的濃度比b點大,,故B錯誤;
C.K只受溫度影響,a和b相同投料比,但是b點甲烷轉(zhuǎn)化率大于a點因此,則,故C正確;
D.恒容密閉容器中,反應(yīng)正向體積增大,壓強不變時說明各組分含量不再變化,達到平衡,故D正確;
故選B。
13. 一種從工業(yè)電解精煉銅的陽極泥(含有Se、Au、Ag、CuSe、Ag2Se等)中提取硒的過程如圖所示。下列說法正確的是
A. Se的核外電子排式為[Ar]4s24p4
B. “焙燒”時,Ag2Se與O2反應(yīng)每消耗1 ml O2,轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為4 ml
C. 甲酸還原H2SeO3反應(yīng)的化學方程式為:H2SeO3+2HCOOH=Se↓+2CO2↑+3H2O
D. 用得到的銀可制得氯化銀(晶胞如圖所示),氯化銀晶胞中Ag+周圍最近且等距離的Ag+的數(shù)目為8
【答案】C
【解析】
【分析】陽極泥(含有Se、Au、Ag、CuSe、Ag2Se等)中Se和氧氣焙燒得到SeO2,CuSe和氧氣反應(yīng)得到氧化銅和SeO2,Ag2Se和氧氣反應(yīng)得到銀和SeO2,SeO2和水反應(yīng)得到H2SeO3,甲酸還原得到粗硒。
【詳解】A.Se的核外電子排式為[Ar]3d104s24p,A項錯誤;
B.“焙燒”時Ag2Se與O2反應(yīng)的化學方程式為Ag2Se+O2 2Ag +SeO2,該反應(yīng)中Ag和O得電子,Se失去電子,每消耗lmlO2轉(zhuǎn)移6ml電子,B項錯誤;
C.甲酸還原H2SeO3,H2SeO3得電子生成Se,甲酸失電子生成CO2,化學方程式為H2SeO3+2HCOOHSe↓+2CO2↑+3H2O,C項正確;
D.Ag+周圍最近且等距離的Ag+的數(shù)目為12,D項錯誤。
故選C。
14. 常溫下,體積和濃度一定的溶液中各微粒濃度的負對數(shù)()隨溶液pH的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是
A. 曲線②表示隨溶液pH的變化情況
B. 等物質(zhì)的量濃度和混合溶液:
C. 的的數(shù)量級為
D. 常溫下,將M點對應(yīng)溶液加水稀釋,不變
【答案】C
【解析】
【分析】pH越大,A-濃度越大,越小,相應(yīng)縱坐標越??;pH越大,HA濃度越小,越大,相應(yīng)縱坐標越大,故M點代表,即,則,。
【詳解】A.曲線②上的點縱坐標和橫坐標數(shù)值相等,隨著pH的增大而增大,表示隨溶液pH的變化情況,A錯誤;
B.據(jù)分析,等物質(zhì)的量濃度和混合溶液中,的水解程度小于的電離程度,呈酸性,結(jié)合電荷守恒可知:,B錯誤;
C.據(jù)分析,的的數(shù)量級為,C正確;
D.常溫下,將M點對應(yīng)溶液加水稀釋,,稀釋使氫離子濃度變小、Ka不變,則比值變大,D錯誤;
選C。
二、填空題(本題包括4小題,共58分)
15. 從釩鉻錳礦渣(主要成分為)中提鉻的一種工藝流程如下:
已知:較大時,二價錳在空氣中易被氧化?;卮鹣铝袉栴}:
(1)元素在周期表中的位置是___________。
(2)常溫下,各種形態(tài)五價釩粒子總濃度的對數(shù)與關(guān)系如圖1,已知釩鉻錳礦渣硫酸浸液中,“沉釩”過程控制,則與膠體共沉降的五價釩粒子的存在形態(tài)為___________(填化學式)。
(3)某溫度下,Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率與pH關(guān)系如圖2,“沉鉻”過程最佳pH為_____(填標號);
a.4.0 b.5.0 c.6.0
在該條件下濾液B中______[近似為,的近似為]。
(4)“轉(zhuǎn)化”過程中生成的離子方程式為_________。
(5)“提純”過程中的作用為________。
(6)一種含釩的氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,已知NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則該晶體密度為_______g?cm-3 (列出計算式即可)。
【答案】(1)第四周期第ⅥB族
(2)
(3) ①. c ②.
(4)
(5)加入可以防止二價錳被氧化并還原已經(jīng)被氧化的二價錳離子,易與分離,提高產(chǎn)品純度
(6)
【解析】
【分析】沉釩時加入的氫氧化鐵膠體吸附含有釩元素的雜質(zhì),濾液中主要含有Mn2+和Cr3+,加入氫氧化鈉溶液沉鉻后,固體A主要是Cr(OH)3,濾液B中主要含有硫酸錳,再經(jīng)過提純除去固體A中的錳元素,最后煅燒Cr(OH)3得到三氧化二鉻;轉(zhuǎn)化步驟將錳離子轉(zhuǎn)化為二氧化錳。
【小問1詳解】
元素在周期表中的位置是第四周期第ⅥB族。
【小問2詳解】
各種形態(tài)五價釩粒子總濃度的對數(shù)與關(guān)系,釩鉻錳礦渣硫酸浸液中,,由圖1圖像可以看出“沉釩”過程控制時與膠體共沉降的五價釩粒子的存在形態(tài)為。
【小問3詳解】
由圖2可知,“沉鉻”過程最佳pH為6.0;在該條件下濾液B中
【小問4詳解】
“轉(zhuǎn)化”過程中錳離子與過氧化氫反應(yīng)生成,離子方程式為:。
【小問5詳解】
由圖2可知,在沉鉻時,部分錳離子會轉(zhuǎn)化為氫氧化錳沉淀,較大時,二價錳在空氣中易被氧化,具有還原性,防止二價錳被氧化并還原已經(jīng)被氧化的二價錳離子,易與分離,提高產(chǎn)品純度。
【小問6詳解】
根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)進行計算,釩原子的個數(shù)為:,氧原子的個數(shù)為:,所以晶體密度的計算式為:。
16. TiCl4是制備金屬鈦的重要中間體。某小組同學利用如圖裝置在實驗室制備(夾持裝置略去)。

已知:TiCl4易揮發(fā),高溫時能與O2反應(yīng),不與HCl反應(yīng),其他相關(guān)信息如表所示:
回答下列問題:
(1)裝置B中的試劑是___________(填試劑名稱)。
(2)裝置D的作用是___________,裝置C中除生成外,還生成CO,該反應(yīng)的化學方程式為___________。
(3)利用G裝置可以將CO吸收得到氯化羰基亞銅[Cu2Cl2(CO)2?2H2O],其結(jié)構(gòu)如圖所示。試從結(jié)構(gòu)角度分析,CuCl的鹽酸溶液可以吸收CO的原因是___________。
(4)可以選用下面的一套裝置___________(填標號)替換掉裝置E和F。
A. B. C. D.
(5)利用如圖裝置測定所得TiCl4的純度:取2.0g產(chǎn)品加入燒瓶中,向安全漏斗中加入適量蒸餾水,待TiCl4充分反應(yīng)后,將燒瓶和漏斗中的液體一并轉(zhuǎn)入錐形瓶中,滴加幾滴0.1ml?L-1K2CrO4溶液作指示劑,用1.00ml?L-1AgNO3標準溶液滴定至終點,消耗標準溶液40.00mL。已知:常溫下Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12,Ag2CrO4呈磚紅色,TiCl4+(2+n)H2O=TiO2?nH2O↓+4HCl。
①安全漏斗中的水在本實驗中的作用除與TiCl4反應(yīng)外,還有________。
②滴定終點的判斷方法是_________。
③已知TiCl4的摩爾質(zhì)量是190g/ml,則產(chǎn)品的純度為______(保留兩位有效數(shù)字)。
【答案】(1)濃硫酸(2) ①. 收集TiCl4 ②.
(3)Cu+能夠提供空軌道,接受C、O和Cl原子提供的孤電子對形成配位鍵(4)D
(5) ①. 液封,吸收揮發(fā)的HCl氣體,避免HCl的損失 ②. 當?shù)稳胱詈蟀氲蜛gNO3標準溶液時,溶液恰好出現(xiàn)磚紅色沉淀,且半分鐘不消失 ③. 95%
【解析】
【分析】本題制備TiCl4,裝置A中高錳酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣中含有水蒸氣,然后將Cl2通入裝置B中的濃硫酸干燥后通入裝置C中,在加熱條件下與TiO2、C發(fā)生反應(yīng),生成TiCl4、CO,用裝置D收集TiCl4,裝置E中盛有濃硫酸,用于防止裝置F中的水蒸氣進入裝置D,引起TiCl4水解;裝置F用于吸收未反應(yīng)的Cl2,裝置G用于吸收CO,據(jù)此作答。
【小問1詳解】
裝置B用于干燥Cl2,防止TiCl4發(fā)生水解,則所盛試劑是濃硫酸,故答案為:濃硫酸;
【小問2詳解】
裝置D的上方連接冷凝管,用于冷凝TiCl4的蒸汽,其作用是收集TiCl4,裝置C中TiO2和碳粉及氯氣高溫下反應(yīng)生成TiCl4和有毒氣態(tài)氧化物CO,對應(yīng)的化學方程式為:,故答案為:收集TiCl4;;
【小問3詳解】
從結(jié)構(gòu)角度分析,CuCl的鹽酸溶液吸收尾氣后,可生成復(fù)合物氯化羰基亞銅[Cu2Cl2(CO)2?2H2O],則其可以吸收CO的原因是:Cu+能夠提供空軌道,接受C、O和Cl原子提供的孤電子對形成配位鍵,故答案為:Cu+能夠提供空軌道,接受C、O和Cl原子提供的孤電子對形成配位鍵;
【小問4詳解】
裝置E和F的作用是吸收Cl2,并防止F中產(chǎn)生的水蒸氣進入裝置D中,堿石灰符合要求,所以可用裝置D替換,故答案為:D;
【小問5詳解】
①TiCl4水解生成的HCl有一部分揮發(fā)出,可被安全漏斗內(nèi)的水吸收,則安全漏斗中的水在本實驗中的作用除與TiCl4反應(yīng)外,還有:液封,吸收揮發(fā)的HCl氣體,避免HCl的損失,故答案為:液封,吸收揮發(fā)的HCl氣體,避免HCl的損失;
②滴定終點時,K2CrO4與Ag+作用生成Ag2CrO4呈磚紅色沉淀,則判斷方法是:當?shù)稳胱詈蟀氲蜛gNO3標準溶液時,溶液恰好出現(xiàn)磚紅色沉淀,且半分鐘不消失,故答案為:當?shù)稳胱詈蟀氲蜛gNO3標準溶液時,溶液恰好出現(xiàn)磚紅色沉淀,且半分鐘不消失;
③由發(fā)生的反應(yīng)可建立如下關(guān)系式:,,則n(TiCl4)=0.01ml,TiCl4的摩爾質(zhì)量是190g/ml,則產(chǎn)品的純度為=95%,故答案為:95%。
17. CO2轉(zhuǎn)化為高附加值化學品是科學家研究的重要課題。異丁烯[CH2=C(CH3)2]作為汽油添加劑的主要成分,可利用異丁烷與CO2反應(yīng)來制備。
反應(yīng)I:CH3CH(CH3)CH3(g)+CO2(g) CH2=C(CH3)2(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH1=+1652kJ·ml-1
反應(yīng)II:CH3CH(CH3)CH3(g) CH2=C(CH3)2(g)+H2(g) ΔH2
回答下列問題:
(1)已知:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2kJ·ml-1,則ΔH2=___________。
(2)向1.0L恒容密閉容器中加入1mlCH3CH(CH3)CH3(g)和1mlCO2(g),利用反應(yīng)I制備異丁烯。已知正反應(yīng)速率可表示為v正=k正c[CH3CH(CH3)CH3]·c(CO2),逆反應(yīng)速率可表示為v逆=k逆c[CH2=c(CH3)2]·c(H2O)·c(CO),其中k正、k逆為速率常數(shù)。
①圖中能夠代表k逆的曲線為_____(填“L1”“L2”“L3”或“L4”)。
②溫度為T1時,該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)K=___________。
(3)CH4-CO2重整技術(shù)是實現(xiàn)“碳中和”的一種理想的CO2利用技術(shù),反應(yīng)為:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。在pMPa時,將CO2和CH4按物質(zhì)的量之比為1:1充入密閉容器中,分別在無催化劑及ZrO2催化下反應(yīng)相同時間,測得CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示:
①a點CO2轉(zhuǎn)化率相等的原因是________。
②在pMPa、900°C、ZrO2催化條件下,將1mlCO2、1mlCH4、n mlH2O充入密閉容器,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為α,此時壓強平衡常數(shù)Kp=_______(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù);寫出含α、n、p的計算表達式)。
(4)利用電化學可以將CO2有效轉(zhuǎn)化為HCOO-,裝置如圖所示。
①在該裝置中,左側(cè)Pt電極上的電極反應(yīng)式:_________。
②裝置工作時,陰極除有HCOO-生成外,還可能生成副產(chǎn)物降低電解效率。陰極生成的副產(chǎn)物可能是________,標準狀況下,當陽極生成O2的體積為224mL時,測得陰極區(qū)內(nèi)的c(HCOO-)=0.015ml/L,則電解效率_______。(忽略電解前后溶液體積的變化)已知:電解效率=100%。
【答案】(1)+ 124.0 kJ/ml
(2) ①. L3 ②. 1
(3) ①. 溫度較高,催化劑失活 ②.
(4) ①. 2H2O?4e-= O2↑+4H+ ②. H2 ③. 75%
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)蓋斯定律:II- I得CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),則△H2=△H +△H1=(-41.2 + 165.2) kJ/ml = +124kJ/ml,故答案: +124.0 kJ/ml;
【小問2詳解】
①溫度越高,反應(yīng)速率越快,k正、k逆越大,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則k正增大的倍數(shù)大于k逆,則圖中能夠代表k送的曲線為L3;
②反應(yīng)達到平衡時,v正=v逆,則k正c[CH3CH(CH3)CH3] ·c(CO2) = k逆c[CH2=c(CH3)2]c(H2O) ×c(CO),K=== 1;故答案為:L3;1;
【小問3詳解】
①由圖可知,a點CO2的轉(zhuǎn)化率小于平衡轉(zhuǎn)化率率,說明反應(yīng)未達到平衡狀態(tài),但在無催化劑及ZrO2催化下反應(yīng)相同時間,測得CO2的轉(zhuǎn)化率相等,說明催化劑失去活性,故答案為:溫度較高,催化劑失活;
②設(shè)起始CO2、CH4、H2O物質(zhì)的量為1ml、1ml、nml,列化學平衡三段式:
混合氣體總物質(zhì)的量為(1-a+1-a+2a+2a +n)= (2+2a+n) ml,Kp===,故答案為:溫度較高,催化劑失活;;
【小問4詳解】
①利用電化學方法可以將CO2有效地轉(zhuǎn)化為HCOO-,由圖可知,碳元素價態(tài)降低得電子,故右側(cè)Pt電極為陰極,電極反應(yīng)式為CO2 + H2O +2e-= HCOO- + OH-,左側(cè)Pt電極為陽極,電極反應(yīng)式為2H2O -4e-= O2↑+4H+;
②在陰極氫離子也易得到電子轉(zhuǎn)化為H2,則陰極生成的副產(chǎn)物可能是H2;標準狀況下,當陽極生成氧氣體積為224mL時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為= 0.04ml,測得陰極區(qū)內(nèi)的c( HCOO-) = 0.015ml/L,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.015ml/L×1L×2 = 0.03ml,電解效率為== 75%;
故答案為:2H2O?4e-= O2↑+4H+;H2;75%。
18. 環(huán)己雙妥明是一種有效的降脂藥物,其一種合成路線如圖。
已知:
(1)B 中官能團的名稱為_____,D 的系統(tǒng)命名法為_____。
(2)E→F 的反應(yīng)類型為_____,J 的結(jié)構(gòu)簡式為_____。
(3)F→G 的化學方程式為_________________。
(4)下列有關(guān)雙酚 Z 的說法正確的是_____。
a.雙酚 Z 有酸性,可與NaOH、Na2CO3、NaHCO3反應(yīng)
b.雙酚 Z 能發(fā)生縮聚、加成、取代反應(yīng),也能使酸性 KMnO4溶液褪色
c.1 ml 雙酚 Z 與足量溴水反應(yīng)最多消耗 4 ml Br2
d.雙酚 Z 的結(jié)構(gòu)中所有碳原子可能在同一平面
(5)M 是C 的同分異構(gòu)體,寫出符合下列條件的 M 有_____種(不含 C,不考慮立體異構(gòu))。①與C 具有相同的官能團,②在酸性條件下的水解產(chǎn)物中有乙醇;其中,不能發(fā)生消去反應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡式為_____。
(6)雙酚( )是一種重要的化工原料。請結(jié)合上述合成路線,以丙烯和苯酚為原料(其他無機試劑任選),設(shè)計雙酚A 的合成路線:_____。
【答案】 ①. 溴原子、羧基 ②. 1,3-丁二烯 ③. 加成反應(yīng) ④. ⑤. +O2+2H2O ⑥. bc ⑦. 11 ⑧. ⑨. 路線一: CH3CH=CH2+路線二:CH3CH=CH2
【解析】
【分析】A的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH(CH3)COOH,A與Br2/PBr3反應(yīng)得到B,B與CH3CH2OH發(fā)生酯化反應(yīng)生成C,結(jié)合C的結(jié)構(gòu)簡式知,B的結(jié)構(gòu)簡式為;D與CH2=CH2發(fā)生題給已知的反應(yīng)生成E,則E的結(jié)構(gòu)簡式為,結(jié)合F的分子式知,E與H2O發(fā)生加成反應(yīng)生成F,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為;已知雙酚Z的結(jié)構(gòu)簡式與G的結(jié)構(gòu)簡式可推知J為苯酚,J的結(jié)構(gòu)簡式為,G與J反應(yīng)生成雙酚Z,C與雙酚Z經(jīng)多步反應(yīng)生成環(huán)己雙妥明。
【詳解】(1)B的結(jié)構(gòu)簡式為,含有溴原子、羧基,D 的主鏈上有四個碳,且1,3位上都有碳碳雙鍵,則系統(tǒng)命名法為:1,3-丁二烯,故答案為:溴原子、羧基;1,3-丁二烯;
(2) 由E 合成 F 是碳碳雙鍵與水的加成反應(yīng),故反應(yīng)類型為加成反應(yīng)。已知雙酚Z的結(jié)構(gòu)簡式與G的結(jié)構(gòu)簡式可推知J為苯酚,J的結(jié)構(gòu)簡式為,故答案為:加成反應(yīng);;
(3) F→G 是醇類的催化氧化反應(yīng),化學方程式是:+O2+2H2O,故答案為:+O2+2H2O;
(4) a.雙酚Z含有酚羥基,具有弱酸性,能與NaOH、Na2CO3反應(yīng),但不能與NaHCO3反應(yīng),a錯誤;
b.雙酚Z含有酚羥基,能發(fā)生酚醛縮聚,苯環(huán)能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng),能與濃溴水發(fā)生取代反應(yīng),也能使酸性 KMnO4溶液褪色,b正確;
c.1ml 雙酚Z與足量 Br2水反應(yīng)生成,最多消耗 4mlBr2,c正確;
d.雙酚 Z 的結(jié)構(gòu)中含有飽和的碳鍵,所有碳原子不可能在同一平面,d錯誤;
故答案選bc;
(5) M 是C 的同分異構(gòu)體,符合①與C 具有相同的官能團,證明含有酯基和溴原子,②在酸性條件下的水解產(chǎn)物中有乙醇,證明酯基上直接連著乙基則有三個碳原子,總的有7個碳原子,還剩4個碳原子和溴原子異構(gòu),C-C-C-C-COOC2H5有四種情況,,C-C-C- COOC2H5,有一個碳在第二碳原子上,有3種,把碳移位到第三個碳原子上,還有3種,在同一個碳原子上連了三個甲基和-COOC2H5,也有一種情況,總的就是4+3+3+1=11種,不能發(fā)生消去反應(yīng)是相連溴原子的碳原子相鄰碳原子沒有氫原子,則結(jié)構(gòu)簡式為,故答案為:11;;
A
B
C
D
制備
分離乙醇和乙酸
驗證酸性
測量體積
選項
操作
現(xiàn)象
解釋或結(jié)論
A
在的溶液中依次滴入幾滴溶液和KI溶液
溶液先產(chǎn)生白色沉淀,后又產(chǎn)生黃色沉淀
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
B
將通入溶液
有白色沉淀生成
生成了沉淀
C
向某鈉鹽粉末上滴加濃鹽酸,將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液
品紅溶液褪色
該鈉鹽為、或
D
在溶液中通入氣體
有沉淀生成
沉淀為
熔點/℃
沸點/℃
密度/(g?cm-3)
水溶性
TiCl4
-24
136.4
17
易水解生成白色沉淀,能溶于有機溶劑

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